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部分客戶的模具制造商較缺乏模擬技術管道，現在已可以利用Moldex3D找出最優化的模具設計和冷卻水路配置，并縮短成型周期。」 挑戰 • 翹曲變形 • 真圓度 解決方案 利用Moldex3D DOE模塊找出最優化的制程設定，以改善翹曲和線性收縮。

部分客戶的模具制造商較缺乏模擬技術管道，現在已可以利用Moldex3D找出最優化的模具設計和冷卻水路配置，并縮短成型周期。」挑戰· 翹曲變形· 真圓度解決方案利用Moldex3D DOE模塊找出最優化的制程設定，以改善翹曲和線性收縮。

? 強化版翹曲分析功能是包含瞬時歷史效應進行迭代計算，連結物理現象包括冷卻階段的收縮效應與產品頂出后的自由形變、固化過程中的黏彈效應、溫度的瞬時效應，可更準確地對產品進行殘余應力分析，得到更精確的翹曲結果。? 薄殼產品的大變形也可使用非線性翹曲分析獲得更準確的模擬結果。

結果顯示，經優化設計之產品仍可承受35kg載重，體積與質量減少22.75%，翹曲總位移減少28.1%，體積收縮率則減少11.8%。結合Abaqus有限元素分析與實際射出實驗，驗證結果符合設定標準，為兼顧輕量化和結構強度的設計提供了強力的支持與信心。

二是冷卻收縮，金屬增材制造的最主要特征是逐層沉積，后沉積層在冷卻過程中收縮并受到先前沉積層的約束，這導致后沉積層中產生拉應力，并在先前沉積層中產生附加壓應力，即對于逐層沉積的零件，內部為殘余壓應力，而外表面為拉應力。三是固態相變，部分金屬材料在冷卻過程中會發生固態相變，產生附加應變，使沉積零件內殘余應力發生松弛，乃至反向現象。

最后發現在117℉時，收縮量符合了規格需求(圖三)。圖三 透過3種不同冷卻液溫度仿真，發現在117℉時的收縮量最符合規格。Extreme并嘗試提高保壓時間，進行了4種不同的保壓時間模擬，觀察到其中在保壓時間17秒時，會獲得較佳的收縮結果(圖四)。圖四 仿真結果顯示17秒的保壓時間可達到最適的收縮量。

制程引發殘留應力與模穴殘留應力 　　就射出成形之模擬而言，制程所引發(process-induces)殘留應力比模穴(in-cavity)殘留應力更重要，以下介紹這兩個名詞的定義，并提供一個范例以說明它們的差異。 塑件頂出以后，模穴施加在塑件的拘束被釋放開，塑件可以自由地收縮與變形，直到平衡狀態。

設計階段控制：根據材料特性預留適當的收縮余量；使用3D模擬軟件預測金屬流動與凝固路徑（如MAGMASOFT、ProCAST）；工藝優化：采用真空或高壓壓鑄（auto diecasting）技術，減少空氣卷入；設置合理冷卻系統，實現“定向凝固”；在關鍵區域設置冷鐵、溢流槽和冒口，有效補縮；鑄后處理：熱等靜壓（HIP）處理去除內部氣孔；精密CNC后加工修正尺寸誤差

Caner Simsir等使用三維有限元軟件模擬了淬火過程，并且研究了考慮殘余應力對軸對稱零件熱處理過程數值計算的影響[3]。Fukumoto等[4]通過ABAQUS軟件對螺旋齒輪的滲碳和淬火過程的畸變進行了研究。Lee等[5]研究了熱處理過程的力學性能變化，并使用ABAQUS軟件對HSLA鋼的熱處理過程進行了有限元仿真。

•瞬態溫度(Tc)變化：由于高度受溫度變化歷程影響的非線性行為，瞬態的冷卻結果能讓結構黏彈(Structure VE)的變化有更好的預測(可以參照冷卻章節下的瞬態冷卻更多相關內容)。 •模內干涉(IMC)效應：翹曲計算參數選項的考慮模內干涉效應 (Consider in-mold constraint effect) 將預設為啟用來使模擬更貼近現實。

挑戰嚴格的產品平整度要求改善產品變形問題縮短成型周期解決方案威仕實業透過Moldex3D模擬輔助，評估合適的澆口和流道設計，并透過保壓分析，判別出引起產品彎曲變形的主因是收縮不均。同時藉由冷卻分析，確認不均勻的冷卻對產品變形影響的程度，并預測成型周期時間。

在射出成型的制程中，產品的生產周期會經過充填、保壓、冷卻、開模與頂出等過程。而在冷卻結束后至開模的這段時間，產品會接觸公模側，母模側則會接觸空氣，導致產品的兩個表面熱傳導不對稱；此外產品在收縮過程中也會受到公模側的限制。 Moldex3D已可支持在開模時間內，考慮產品在頂出前后的冷卻溫度計算，并以此為基礎進一步計算翹曲變形，使模擬更貼近真實。以下說明操作步驟。

由分析結果得悉， 保壓時間5秒左右已足夠， 故設計變更組 2為最優的設計 圖十 由模擬分析結果得知設計 變更組 2的變形量值最小，且體積 收縮問獲得 有效改善 由此可知藉由Moldex3D模擬分析，可以精準掌握最適化的產品設計與成型參數，有效改善產品變形問題，縮短成型周期。

? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度

首先STU對照原始產品設計的Moldex3D射出成型模擬與試模結果，發現二者相符。軟件除了正確預測出翹曲趨勢，軟件仿真的內部真空泡位置也與實際上產品體積收縮高的區域一致。根據仿真分析顯示，產品肉厚肋條處的積熱現象是造成上述產品缺陷的主因。為消除積熱現象，STU采用增加水路和隔板的方法，期望提高冷卻效率，但此方法未能達到預期的效果。

通過研究 PVT 曲線，我們可以深入了解材料在不同溫度和壓力下的體積變化規律，從而優化成型工藝參數，如調整保壓時間、保壓壓力以及冷卻速率等，使制品在冷卻過程中能夠均勻收縮，有效減少內部殘余應力，提高制品的尺寸精度和外觀質量。

冷卻分析 Cool塑件成型中，如何控制模溫使熔膠凝固，其冷卻過程極為重要，占據整個成型周期時間的70%-80%，影響塑件成品在頂出過程中發生的潛在變形。精心設計的模溫系統將縮短成型時間并提高產量，未優化的冷卻過程容易導致翹曲、不均勻收縮、變形…等等。